Terapia génica

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Introducción
La terapia génica se defi ne como la transferencia o intro-
ducción de material genético (ácido nucleico) a una célula 
eucariótica con el propósito de alterar el curso de una 
enfermedad o corregir una alteración metabólica o genéti-
ca. Es una estrategia terapéutica basada en la modifi cación 
del repertorio genético de células mediante la administra-
ción de ADN o ARN destinada a curar enfermedades de 
origen tanto hereditario como adquirido.
A partir de 1990, los protocolos experimentales y clíni-
cos de terapia génica registrados y aprobados por la Food and 
Drug Administration (FDA), de Estados Unidos, aumenta-
ron en número creciente. En 2012 los protocolos de terapia 
génica aprobados por el Recombinant DNA Advisory Com-
mittee (RAC), institución que regula y controla las investiga-
ciones que involucran moléculas de ADN recombinante, 
son 1 786. En su mayoría, estos protocolos están dirigidos al 
tratamiento del cáncer (64.5%), enfermedades monogénicas 
(8.5%), enfermedades infecciosas (8%) y enfermedades 
vasculares (8.4%). De acuerdo con el vector utilizado para el 
envío del gen terapéutico, los vectores más utilizados son 
los adenovirius, con 23.3% de los protocolos, seguidos por 
los retrovirus (20%), ADN desnudo/plasmídico (18.5%), virus 
adenoasociados (4.7%) y el resto está constituido por otros 
vectores o estrategias como el ARN de interferencia (ARNi). 
De éstos, 60% se encuentran en fase I y 16.5% en fase II; el 
resto, en fases combinadas o fase III (datos actualizados de 
marzo de 2012, consultar: http://www.abedia.com/wiley/) 
(fi gura 27-1).
Las enfermedades que pueden tratarse con esta estrate-
gia terapéutica son variadas e incluyen desde las monogéni-
cas hereditarias hasta las poligénicas e infecciosas. Debido 
a ello, cada enfermedad requiere un abordaje particular, por 
lo que las opciones en la manipulación genética pueden 
dividirse en los grupos siguientes:
a) Adición génica: consiste en insertar un gen funcional
que exprese la proteína terapéutica en el tejido indica-
do. Se puede usar para corregir genes defectuosos,
insertar genes con funciones nuevas a células particula-
res o incrementar la expresión del gen de interés.
b) Supresión génica: el objetivo es disminuir o anular la
expresión de algún gen o genes a través de ARN de
ARNi, oligonucleótidos antisentido o ribozimas. Esta
estrategia también se aplica a la generación de animales
knockout, mediante mutagénesis dirigida para generar
un gen disfuncional, cuya función estará ausente en el
organismo resultante de la clonación (véase capítulo de
animales transgénicos).
Clasifi cación: tipos de terapia génica
Según el tipo celular
Según las células a las que se les aplique, la terapia génica 
puede dividirse en dos categorías: 
Terapia génica en células germinales 
También denominada terapia eugénica, va dirigida a células 
germinales (espermatozoides y óvulos). Al insertar genes en 
estas células se provoca un cambio genético permanente
en el organismo que se deriva de esa célula, por lo que la 
modifi cación genética la adquieren generaciones posterio-
res. Este tipo de terapia no se permite en humanos, debido 
a las enormes implicaciones éticas que conlleva.
Terapia génica en células somáticas
En este tipo de estrategia, uno o más tejidos son sometidos 
a terapia génica mediante administración sistémica, trata-
miento directo o previa extirpación del tejido. Además, este 
Terapia génica
258 PARTE IV • Tópicos selectos
procedimiento involucra la transfección de material genéti-
co en prácticamente cualesquiera de las células del organis-
mo y es el que se aplica en los protocolos clínicos.
Según la metodología
Según el procedimiento utilizado para introducir el gen 
terapéutico, la terapia génica se divide en tres categorías, 
que se esquematizan en la fi gura 27-2.
Terapia génica ex vivo 
Este método se basa en la obtención y el aislamiento de un 
tipo celular específi co del paciente que se va a tratar; estas 
células se cultivan en el laboratorio, en donde se les intro-
duce el gen terapéutico con ayuda de un vector. Una vez que 
se tiene la certeza de que las células expresan el gen tera-
péutico se introducen nuevamente al paciente.
Terapia génica in vivo 
Este método consiste en la introducción directa del gen 
terapéutico al torrente sanguíneo del paciente, que llegará 
al órgano blanco, o bien se administra directamente en el 
órgano o tejido (músculo, piel, etc.) blanco dentro del orga-
nismo.
Terapia génica in situ 
Se trata de una microinyección que introduce el ácido 
nucleico directamente a la célula, para lograr la obtención 
de organismos recombinantes. También se aplica en la deno-
minada terapia génica “suicida”, que expresa los genes sólo 
en las células malignas.
Métodos de envío de genes
Los vehículos utilizados para la transferencia de genes a 
células somáticas pueden dividirse en dos categorías: vecto-
res no virales y vectores virales.
Células
humanas
alteradas
Células
humanas
normales
Vectores
Ex vivo
In vivo
vector
2
1
3
4
A)
B)
Figura 27-2. Tipos de terapia génica. 
A) Terapia génica in vivo. Se refi ere a la aplicación directa de 
vectores que contengan el transgén que se desea administrar 
al paciente. El vector será capaz de transducir las células diana 
del paciente con independencia de la vía de administración, 
que puede ser intravenosa, intramuscular o local al tejido par-
ticular. La terapia génica aplicada ex vivo consiste en adminis-
trar los genes a células extraídas del paciente (1), estas células 
se mezclan con un virus modifi cado, de forma que no pueda 
reproducirse y que transporte el gen de interés (2) lo que con-
lleva una alteración genética a las células del paciente (3), las 
cuales se trasplantan nuevamente al paciente para producir la 
proteína deseada (4). B) La terapia génica in situ se refi ere a la 
administración del transgén directamente dentro de la célula. 
Esta estrategia implica generalmente el uso de vectores que se 
administran mediante microinyecciones al interior del núcleo 
celular.
Adenovirus
Retrovirus
ADN plasmídico
Adenoasociados
Otros vectores
Fase I
Fase I/II
Fase II
Fase II/III
Fase III
4.70%
34%
23%
20%
19%
A)
1%
17%
19% 60%
3%
B)
Figura 27-1. Protocolos clínicos registrados ante la FDA. 
A) Según el tipo de vector empleado, 1 076 protocolos aproba-
dos para su aplicación en pacientes son dirigidos al tratamien-
to del cáncer, enfermedades monogénicas, sida y enfermeda-
des vasculares. B) Porcentajes de protocolos según la fase de 
aplicación-comercialización en la que se encuentran.
CAPÍTULO 27 • Terapia génica 259
La transferencia de genes por un vector viral se denomi-
na transducción y la que se realiza por un sistema no viral se 
denomina transfección. Los métodos de envío de genes se 
resumen en el cuadro 27-1.
Cuadro 27-1. Características principales de los métodos de envío de genes. Este cuadro resume las propiedades de los métodos 
físicos, químicos o biológicos susceptibles de ser empleados en protocolos experimentales o clínicos de terapia génica en la 
actualidad.
Equipo/Material Características
Métodos
físicos
Electroporación
Este método emplea un aumento de conductividad eléctrica y la 
permeabilidad de la membrana plasmática celular causado por 
un campo eléctrico aplicado de manera externa. Es habitual en 
biología molecular como forma de introducción de diferentes 
sustancias en las células.
Bombardeo de partículas
El bombardeo de partículas constituye una técnica efectiva de 
transferir genes tanto in vitro como in vivo. En este método 
físico el plásmido o porción de ADN es recubierto en su 
superfi cie por gotas de oro o tungsteno, de 1 a 3 micras de 
diámetro. Estas partículas, aceleradas por una descarga 
eléctrica de un aparato o por un pulso de gas, son disparadas 
hacia el tejido.
Inyección directa de 
ADN
Otra alternativa para el bombardeo de partículas es la inyección 
directa del ADN o ARN puro circular y cerrado covalentemente. 
Unadesventaja fundamental que cabe señalar es que los 
niveles y persistencia de la expresión de genes dura un corto 
periodo.
Precipitación con fosfato
Los fosfatos forman un complejo con el ADN y éste se deposita 
sobre la membrana celular, el cual es endocitado.
DEAE-dextrán
DEAE-dextrán es utilizado en células animales para transfectar 
ADN foráneo. El ADN se añade a la solución donde se une e/o 
interactúa con ADN cargado negativamente.
Este procedimiento se usa para una transfección transitoria útil 
en varios estudios de biología molecular
Métodos 
químicos Liposomas 
Los liposomas catiónicos consisten en la mezcla de un lípido 
catiónico de carga positiva y varias moléculas de ADN con carga 
negativa, debido a los fosfatos de la doble hélice
(Continúa)
260 PARTE IV • Tópicos selectos
Transferencia de genes por un vector no viral
Los métodos no virales de envío de genes basan su acción 
en la entrega directa de la información genética dentro de la 
célula blanco, y si bien estos sistemas muestran una baja 
toxicidad y, en general, su costo es bajo, la transferencia de 
genes es generalmente inefi ciente y transitoria. Estos proce-
dimientos se dividen, a su vez, en f ísicos y químicos.
Físicos 
Electroporación: se utiliza para cultivos celulares y consis-
te en el uso de una celda donde se colocan las células, que se 
adapta a un electroportador que genera una corriente eléc-
trica del orden de milivoltios, con una duración de milise-
gundos, para generar orifi cios en la membrana celular.
A través de estos orifi cios se introduce el material genético, 
generalmente por precipitación de complejos ADN-sales.
Bombardeo de partículas: es el método de elección 
para la transfección de células vegetales, ya que la pared 
celular es un obstáculo f ísico que bloquea de manera natu-
ral la transducción. También se le conoce como pistola de 
genes y consiste en el uso de un aparato de balística que 
dispara micropartículas de oro, rodeadas de ADN plasmídi-
co. La fuerza aplicada permite que estas partículas atravie-
sen la pared celular y depositen el material genético en el 
citoplasma de la célula.
Microinyección: la microinyección consiste en la inyec-
ción directa de ADN en el núcleo celular mediante una 
microjeringa y un microscopio óptico, llamado micromani-
pulador, para poder introducir el material genético a una 
célula blanco. Se utiliza principalmente para la producción 
de animales transgénicos. Tiene el inconveniente de que 
sólo transduce una célula al mismo tiempo y requiere mate-
rial y personal especializado, pero su efi ciencia es alta.
Equipo/Material Características
Métodos 
virales
Retrovirus
Estos virus, una vez en el interior de la célula infectada, copian 
su genoma, constituido por ARN, en forma de ADN bicatenario; 
posteriormente, este último fragmento de ADN se integra en el 
genoma de la célula infectada. El genoma viral permanece 
integrado en un cromosoma celular, mientras produce nuevos 
virus continuamente, transmitiéndose de generación en 
generación de la misma manera que cualquier otro gen celular. 
Sin embargo, cabe resaltar que estos vectores presentan como 
desventaja una inserción al azar, lo cual podría conducir
a derivaciones oncogénicas.
Herpesvirus
Estos vectores presentan un material genético compuesto por 
ADN bicatenario lineal. El potencial de estos virus como 
vectores génicos recae en la habilidad tanto de llevar grandes 
secuencias deADN, como para establecer infecciones latentes 
de larga duración. Los herpesvirus son muy diversos y varían en 
su tamaño de genoma, así como en la organización del mismo, 
lo cual conlleva a tener diferentes clases de ambos.
Adenovirus
Los vectores adenovirales son virus no envueltos de doble 
cadena de ADN Son defi cientes en replicación y requieren de 
un sistema de complementación que es la línea celular 
HEK293 (Human Embryonic Kidney 293) modifi cada para que 
produzca constitutivamente los elementos E1 virales, que son 
suprimidos en el vector adenoviral. Tienen la ventaja de que se 
logra con ellos un alto nivel de expresión, son relativamente 
fáciles de manejar, infectan un buen número de tipos celulares 
y tienen la capacidad de infectar células que no se están 
dividiendo.
Adenoasociado
El virus AAV es un virus no patógeno muy común en el humano 
(más de 80% de la población posee anticuerpos contra el AAV). 
Su principal interés consiste en que es el único virus conocido 
de mamífero que se integra específi camente en una región 
concreta del genoma de la célula, en el brazo corto del 
cromosoma 19 humano.
Actualmente, su limitación principal es que los vectores son 
difíciles de desarrollar en grandes cantidades y se requiere un 
gran número de partículas víricas para transducir las células, 
para lo cual hasta ahora no se han desarrollado las células de 
encapsidación ideales y el tamaño del gen que pueden integrar 
es muy limitado (menos de 4 kb).
CAPÍTULO 27 • Terapia génica 261
Químicos
Precipitación con fosfato de calcio: los coprecipitados de 
fosfato de calcio (CaPO-4) y de ADN se utilizan para la 
transferencia de información genética en células tanto bac-
terianas como eucariotas. Éstos consisten en formar un 
precipitado insoluble entre el cloruro de calcio y el ADN en 
una solución salina de fosfatos. Estos precipitados forman 
microagregados que se depositan sobre la membrana celu-
lar y, posteriormente, son endocitados. Es la técnica más 
difundida para la producción de líneas celulares transfecta-
das de forma estable. y la de elección para experimentos in 
vitro por su bajo costo. Además, es un método rápido, sim-
ple y puede utilizarse en diversas líneas celulares.
DEAE-Dextran: esta técnica difi ere de la del fosfato de 
calcio en que se emplea sólo para la transfección transitoria 
de células y se utiliza de manera efi ciente sólo en algunas 
líneas celulares eucariotas; debido a su toxicidad en otras 
no resulta adecuada. Se desconoce el mecanismo por el cual 
el DEAE-Dextran permite la entrada de ADN a las células y 
su transporte hasta el núcleo, pero se asume que los com-
plejos formados por el DEAE-Dextran y el ADN se adhie-
ren a la superfi cie celular y entran por endocitosis.
Liposomas: esta técnica se basa en el uso de moléculas 
lipídicas de carga neta altamente positiva (catiónicas) que 
interactúan con el esqueleto fosfatado de la molécula de 
ADN. Estos polímeros de poliamidoaminas y lipopoliami-
nas con cargas positivas se unen electrostáticamente a las 
negativas del ADN y forman vesículas multilaminales
que interactúan con los lípidos de la membrana celular, lo que 
facilita la transferencia de los ácidos nucleicos al interior de 
las células. También se conoce que a pH fi siológico estas 
moléculas contienen residuos protonables, lo que permite 
el control del pH del endosoma y, por tanto, la protección al 
ADN de la degradación por el sistema lisosomal.
Transferencia de genes por un vector viral
Los vectores virales son virus manipulados genéticamente 
para eliminar su capacidad autorreplicativa y en su genoma 
puedan incorporar genes terapéuticos. Una vez dentro de la 
célula pueden quedarse de manera episomal o integrarse al 
genoma de la célula, para posteriormente emplear la maqui-
naria enzimática celular y producir la proteína transgénica 
deseada. Los vectores virales emplean los mecanismos 
naturales de infección viral para introducirse en la célula 
—generalmente a través de receptores celulares— e introdu-
cir el gen terapéutico que contienen. Los vectores virales 
ofrecen grandes ventajas respecto a los no virales, y en 
general presentan una habilidad elevada para transducir 
células, por lo que son los modelos de elección para proto-
colos clínicos de terapia génica in vivo.
Los virus que se utilizan como vectores virales son 
retrovirus, adenovirus, adenoasociados, herpesvirus y bacu-
lovirus. Para su uso como vectores, los virus se modifi can 
genéticamente para que sean defi cientes en replicación, y en 
algunas ocasionesse les modifi ca la cápside, con la fi nalidad 
de dirigir o redirigir su célula blanco. Cada uno de estos vec-
tores posee ventajas y limitaciones respecto a los otros, 
según el gen terapéutico que transporten, el tipo celular y la 
vía de administración. En general, un vector ideal para utili-
zarse en terapia génica debe cumplir las siguientes condi-
ciones:
• Su producción debe ser fácil y efi ciente.
• No debe ser tóxico o inducir reacciones inmunológicas 
en el paciente.
• Debe ser capaz de infectar a células tanto en reposo 
como en replicación.
• Debe transducir tipos celulares de manera específi ca.
De acuerdo con su capacidad de integrarse en el geno-
ma de la célula huésped, los vectores pueden clasifi carse 
como vectores integrativos o no integrativos. Los primeros 
se basan en retrovirus, mientras que los segundos incluyen 
virus del herpes simple tipo 1 (HSV-1), adenovirus y virus 
adenoasociados.
Retrovirus
Constituyen el grupo viral más desarrollado como vectores 
para protocolos clínicos. Los retrovirus recombinantes más 
usados son Lentivirus, derivados del virus de la leucemia 
murina. Éstos pertenecen a la familia Retroviridae y al géne-
ro Lentivirus, y son virus dotados de envoltura con un diá-
metro de 80 a 130 nm. Su genoma es una cadena sencilla de 
ARN de aproximadamente 10 kb, lo que los obliga a realizar 
el proceso de retrotranscripción para su replicación. Ade-
más, tienen capacidad para incorporar transgenes de hasta 8 
kb, un envío efi ciente de genes a células en proliferación, y se 
integran en el ADN de la célula huésped, por lo que su 
expresión es estable. La integración se realiza de manera 
aleatoria en el genoma de la célula huésped, con lo que ofre-
cen una expresión persistente del gen terapéutico, lo que los 
hace útiles para su uso en enfermedades monogénicas here-
ditarias o crónicas. Sin embargo, presentan el riesgo, aunque 
extremadamente bajo, de mutagénesis insercional, debido a 
la posibilidad de integrarse y alterar un gen vital, modifi car 
un gen supresor de tumores, interrumpiendo su expresión, o 
bien insertarse en un protooncogén induciendo su activa-
ción a oncogén. Su principal ventaja es que no contienen las 
proteínas virales en el vector, con lo que la respuesta inmune 
del huésped es nula; además, tampoco existe interferencia 
de una respuesta inmune previa.
Herpes virus 
Son virus de doble cadena de ADN, de la familia Herpersvi-
ridae; el género más usado como vector es Simplexvirus. Su 
genoma mide de 120 a 240 kb, lo que le permite aceptar 
transgenes de gran tamaño o, inclusive, varios genes. El 
herpes virus puede ser una herramienta muy valiosa en 
células del sistema nervioso central, ya que sus células diana 
son las neuronas y se trata de un virus integrativo, con una 
262 PARTE IV • Tópicos selectos
capacidad de expresión persistente. Su complejidad, así 
como el hecho de que aún se duda de la existencia de un 
herpes virus no replicativo o sin capacidad de producir las 
proteínas líticas, ponen en entredicho la seguridad de su 
utilización.
Adenovirus
Los adenovirus son miembros de la familia Adenoviridae. 
Se trata de virus de ADN de doble cadena, con una longitud 
de 30 a 35 kb, y pueden aceptar hasta 8 kb de material gené-
tico exógeno. El virión es de 80 a 100 nm de diámetro, sin 
envoltura. Se han identifi cado más de 50 serotipos adenovi-
rales (Ad1-Ad50), pero sólo Ad2 y Ad5 se utilizan como 
adenovirus recombinantes, debido a que están perfecta-
mente caracterizados. Pueden infectar a una gran variedad 
de células, tanto en división como en reposo. Dentro de la 
célula persisten como ADN no integrado, y su expresión es 
transitoria; tienen una duración media de entre 12 y 25 días, 
aunque algunos investigadores han reportado hasta seis 
meses de expresión. Los adenovirus gutless tienen la capa-
cidad de acomodar material genético de hasta 20 kb, ya que 
carecen de prácticamente todo su genoma, con excepción de 
las secuencias empaquetadoras. Los adenovectores deben 
su éxito en terapia génica a que son biológicamente muy 
seguros, se producen fácilmente en el laboratorio y de 
manera silvestre sólo se les relaciona con infecciones respi-
ratorias y gastrointestinales leves. Alrededor de 90% de la 
población humana se encuentra sensibilizada a los adenovi-
rus, por haber estado en contacto con éstos, y por tanto, 
presentan anticuerpos circulantes contra ellos, lo que limita 
su aplicación en protocolos clínicos. Por ello, su principal 
desventaja estriba en la fuerte respuesta inmune que des-
piertan en el huésped, lo cual puede llegar a limitar la efi -
ciencia en su uso como vehículo génico, debido a que 
pueden eliminarse por el sistema inmune. Por esta razón, es 
necesario utilizar dosis altas para lograr un porcentaje ade-
cuado de transducción, lo que podría desencadenar una 
respuesta infl amatoria inespecífi ca grave que puede provo-
car daños al paciente que lo pueden conducir a la muerte.
Virus adenoasociados
Los AAV son virus relativamente pequeños, de 45 a 60 nm 
de diámetro, cuyo ADN es de cadena sencilla, con una lon-
gitud de 4.7 kb. Tienen una capacidad limitada para la 
inserción de genes, de sólo 1 kb, y son capaces de infectar 
tanto células en reposo como en replicación. Los AAV sil-
vestres se integran de forma selectiva en el cromosoma 19, 
sitio q13.3-4; sin embargo, el virus adenoasociado recombi-
nante pierde esta capacidad de integración y su expresión es 
episomal, pero estable, ya que forma estructuras de conca-
Cuadro 27-2. Ventajas y desventajas de los vectores virales más empleados. Los virus son los vectores más efi cientes para el envío 
de genes, sobre todo a células de mamífero. Este cuadro resume las características que hacen a los vectores virales ideales para 
ciertas aplicaciones, a pesar de sus limitaciones.
Virus
Retrovirus Adenovirus Adenoasociado
Ventajas • Transducción efi caz.
• Integración genómica y expresión 
persistente.
• Permite la expresión a largo plazo del 
gen terapéutico.
• Penetra efectivamente en las células de 
división.
• Se integra en material genético de la 
célula huésped sin introducir los genes 
virales.
• Se logra un alto nivel de expresión.
• Relativamente fáciles de manejar.
• Infectan un buen número de tipos 
celulares (incluyendo células que no se 
están dividiendo).
• Leve efecto como agentes patógenos en 
el ser humano (p. ej., resfriados).
• Generan baja respuesta inmune.
Desventajas • Dependencia de la división celular.
• Difi cultad para controlar y asegurar la 
expresión.
• El tamaño de los genes que se 
introducirán es limitado.
• Existe potencial de daño al genoma, por 
integrarse en éste al azar.
• Expresan varias proteínas virales que 
resultan inmunogenéticas.
• La introducción repetida no es 
satisfactoria normalmente, a menos que 
la exposición inicial esté acompañada de 
una modulación inmunológica para 
suprimir la respuesta inicial a las 
proteínas de la cápsula adenoviral.
• Requieren de los genes virales para 
integrarse.
• Sólo translucirán células en presencia de 
un adenovirus.
• El tamaño del gen que pueden integrar 
es muy limitado (menos de 4 kb).
• Necesitan un gran número de partículas 
víricas para transducir las células.
• La preparación de partículas víricas de 
vectores AAV es difícil.
CAPÍTULO 27 • Terapia génica 263
támeros cabeza-cola que persisten, en promedio, desde seis 
meses hasta más de un año. Su uso es muy prometedor, 
debido a que no generan respuesta inmune humoral en el 
huésped y se ha reportado la expresión del gen terapéutico 
por más de un año; sin embargo, tienen el inconveniente de 
que son dif íciles de producir y los títulos que se obtienen 
son bajos.
En el cuadro 27-2 se resumen las ventajas y desventajas 
de los diferentes virus usados como vectores en terapia 
génica. Como conclusión, el vector idóneo será el que sea 
capaz de entregar el gen a la célula blanco y logre expresarlo 
de manera efi ciente.
Características deseablesde un vector
Con independencia del tipo de vector que se utilice en la 
terapia génica, el vector ideal es aquel que presente las 
siguientes características:
Facilidad para producirse a títulos elevados 
El empleo de vectores, en protocolos ya sea experimentales 
o clínicos, requiere cantidades elevadas de éstos, especial-
mente si la administración es sistémica, por lo que aquellos 
vectores que pueden producirse con facilidad en títulos ele-
vados, mayores de 108 partículas/ml, son los ideales.
Metodología de producción rápida y reproducible
La metodología para la generación y producción de los vec-
tores debe ser reproducible en cualquier laboratorio y no 
involucrar métodos complicados que puedan entorpecer el 
proceso.
Introducción del transgén precisa y estable
Una transferencia efi caz en las células blanco y una alta 
especifi cidad son las características ideales con las que debe 
contar el vector, sobre todo cuando la administración es sis-
témica y va dirigida a que se exprese en un tipo particular 
de tejido o célula.
Respuesta inmune nula o mínima en el huésped
El vector debe ser lo menos inmunológico posible para el 
huésped, lo que permitirá que la expresión del transgén sea 
más prolongada, además de evitar reacciones inmunológi-
cas adversas.
Transgén más elementos regulatorios
Secuencias de genes estables con secuencias regulatorias, 
que permitan una expresión estable y de la información 
genética introducida.
ARN de interferencia
El ARNi es un mecanismo que involucra el empleo de 
secuencias específi cas de ARN de doble cadena (ARNds) 
para un gen específi co, con la fi nalidad de bloquear su 
expresión. Esta técnica comenzó en la década de 1980, 
cuando se observó que algunas moléculas de ARN pequeño 
podían anular la expresión de varios genes en células
de plantas y animales, al unirse por complementariedad de 
bases a las cadenas de ARN mensajero (ARNm) e inhibir el 
proceso de síntesis de proteínas. El descubrimiento no tuvo 
mayor relevancia hasta que, en 1988, al inyectar dos tipos 
de ARN pequeño (ARN sentido –el resultante de la trans-
cripción– y ARN antisentido –el complementario al ARN 
sentido–) en células de gusanos, los ARN se unieron, gene-
rando ARNds. Para sorpresa de los investigadores, este 
ARNds produjo una inhibición mayor de los genes en estu-
dio que la conseguida hasta ese momento con otros siste-
mas, como la adición de una sola cadena de ARN pequeño. 
A este sistema de inhibición se le conoce como ARN inter-
ferente o ARNi. De manera natural, las células producen 
ARNds de gran longitud, que son cortados por la enzima 
Dicer a fragmentos de ARNds de 21nt, que tienen extremos 
5’ y 3’ fosfatados y un extremo saliente de 2 a 3 nucleótidos. 
La enzima Dicer contiene un dominio helicasa de ARN y es 
dependiente de adenosín trifosfato (ATP). En la fi gura 27-3 
se esquematiza este proceso de producción y procesamien-
to de un ARNi dentro de una célula eucariota. En poco 
tiempo, el ARNi se ha convertido en una herramienta clave 
para el estudio de la función de un gen in vitro e in vivo, ya 
que el bloqueo de la expresión de un gen en particular a 
través de ARNi indica cuál es su función dentro de una 
célula. Los ARNi pueden enviarse a la célula blanco a través 
de un vector para dar seguimiento al efecto que tiene el blo-
queo de un gen en el funcionamiento celular.
Aplicaciones del ARNi
Se considera que el uso de los ARNi es uno de los mayores 
aportes de la década a la genómica, por lo que la terapia 
génica basada en ARNi tiene un gran potencial, especial-
mente contra enfermedades infecciosas. En muchos proto-
colos clínicos de VIH se está empleando el envío de ARNi 
que bloquea la expresión de los genes pol del VIH, como la 
transcriptasa inversa, la proteasa y la integrasa, con resulta-
dos muy prometedores para los pacientes.
Aplicaciones clínicas de la terapia génica
El conocimiento de las bases genéticas de algunas enferme-
dades y la reciente secuenciación del genoma humano han 
abierto la posibilidad de esta estrategia terapéutica. Esto 
supone perspectivas para la curación de muchas enferme-
dades a las que se pretende combatir mediante los genes, 
como elementos curativos. Por ello, en este momento la 
terapia génica se ve como una nueva forma de medicina 
molecular aplicable a la mayoría de las enfermedades, no 
sólo las monogénicas sino también las multifactoriales, en 
cuyo tratamiento puede ser útil la modifi cación de la expre-
sión génica.
264 PARTE IV • Tópicos selectos
Terapia génica contra el cáncer
El cáncer es la enfermedad en la que se encuentran registra-
dos la mayor cantidad de protocolos clínicos con terapia 
génica, entre los que se encuentran la estimulación del siste-
ma inmune para combatir las células cancerígenas, la terapia 
suicida para inducir la muerte de las células tumorales,
la suplementación de genes supresores de tumores y el bloqueo 
de oncogenes.
Entre los diferentes protocolos clínicos, el empleo de 
oligonucleótidos antisentido o estrategias de silenciamiento 
contra una variedad de oncogenes, como k-ras, c-myc, bcr-
abl y bcl-2, han dado buenos resultados cuando estas 
maniobras se han combinado con quimioterapia.
Por otro lado, ya que en general la respuesta inmune de 
los pacientes con cáncer está disminuida, ésta se ha tratado 
de potenciar mediante terapia génica ex vivo en células 
tumorales o células inmunes efectoras (como linfocitos T o 
presentadoras de antígenos, como dendríticas y macrófa-
gos). En este sentido, se han validado, a nivel preclínico, 
reportes en que se han empleado células dendríticas modi-
fi cadas genéticamente para producir epítopes capaces de 
inducir respuesta inmune específi ca. En protocolos clínicos 
de vacunación con ADNc, se han empleado citocinas, co-
mo interleucina (IL) 2, IL-4, IL-7, factor de necrosis tumoral, 
interferón gamma y GM-CSF. En las células de tumor, 
mediante terapia génica con estos transgenes, se ha logrado 
la expresión de las moléculas coestimuladoras, como CD80 
(B7-1) o CD86 (B7-2), presentes en las células presentado-
ras de antígenos, pero que no se expresan en las células 
tumorales —lo que impide una correcta activación y madu-
ración de las células T contra los epítopes de las células 
tumorales.
Por otro lado, la terapia suicida es una estrategia de tera-
pia génica que suele aplicarse en tumores sólidos. Se basa en 
el empleo de genes de enzimas capaces de activar profárma-
cos que presentan una leve toxicidad para las células que 
expresan el transgén y que, por tanto, pueden metabolizar el 
fármaco. Estas enzimas son virales, como la cinasa del her-
pes simple (HSVTK) o bien bacterias o levaduras, como la 
citocina desaminasa (CD). La enzima más empleada es 
HSVTK, que fosforila al ganciclovir y lo convierte en un 
metabolito tóxico. La CD convierte a la molécula farmacoló-
gica 5-fl uorocitosina (5-FC) en su forma toxica el metabolito 
5-fl uorouracilo. Ambos transgenes se han empleado en 
numerosos protocolos preclínicos y clínicos para tumores 
cerebrales, de cabeza y cuello, y ováricos. Cuando se emplean 
adenovirus como vectores suelen administrarse directa-
mente en el tumor, seguidos de la administración de GCV. 
Para evitar su posible efecto tóxico se realizan constructos 
con promotores específi cos del tumor para asegurar la 
transducción exclusiva de las células blanco tumorales.
Terapia génica contra 
agentes infecciosos
Se enfoca en la transducción de genes que bloqueen o dis-
minuyan la expresión de genes involucrados en la replica-
ción del agente infeccioso, o bien que limiten o impidan su 
diseminación en el organismo infectado. Las estrategias se 
basan en la inhibición de proteínas indispensables para la 
replicación del microorganismo mediante estrategias anti-
sentido, señuelos de ARN y ARN catalíticos (ribozimas), o 
bien en la estimulación específi ca del sistema inmune con-
tra el agente infeccioso utilizando vacunas genéticas o lin-
focitos específi cos del patógeno.
Ejemplos específi cosde estas aplicaciones incluyen el 
uso de ribozimas multidiana para regiones conservadas del 
genoma del VIH-1, las cuales han demostrado una inhibi-
ción efi ciente de la replicación viral. Para el caso del virus 
de la hepatitis Cse han empleado ARNsi, que tienen como 
secuencia blanco el loop II de la región 5’ no traducida, ya 
que han demostrado la inhibición efectiva de la expresión 
de seis genotipos del virus.
ARNds
ARNsi
RISC
Degradación del ARNm
Escisión de la
cadena
5’
3’ 5’
3’
DICER
Figura 27-3. Mecanismo del ARN de interferencia. La enzima 
Dicer corta ARNds y genera las secuencias ARNsi; éstas se in-
corporan al complejo RISC (RNA-induced silencing complex), 
el cual se dirige contra el ARNm complementario del ARNsi. 
Una vez lograda la hibridación entre el ARNsi y el ARNm se 
induce su degradación.
CAPÍTULO 27 • Terapia génica 265
Terapia génica contra enfermedades
monogénicas
En septiembre de 1990, los National Institutes of Health 
aprobaron por primera vez un protocolo de terapia génica 
en humanos, fecha que coincidió con el inicio del Proyecto 
Genoma Humano. Los doctores William French-Anderson, 
Michael Blaese y Steven Rosenberg introdujeron el gen que 
codifi ca para la enzima adenosín desaminasa (ADA). Los 
niños que padecen inmunodefi ciencia severa combinada 
(SCID) por defi ciencia de la enzima ADA no tienen res-
puesta inmune adecuada, ya que la ADA participa en el 
metabolismo de las purinas y su defi ciencia ocasiona la 
acumulación de dATP, metabolito que inhibe la acción de
la reductasa ribonucleótido-difosfato, que modifi ca los 
ribonucleótidos a desoxinucleótidos. La proliferación de 
linfocitos depende de la síntesis de dNTP, por lo que sin una 
reductasa de ribonucleótidos funcional, la proliferación de 
linfocitos se inhibe y el sistema inmune se compromete.
A los pacientes con esta afección se les conoce como niños 
burbuja, ya que son muy vulnerables a sufrir infecciones, 
por lo que era necesario mantenerlos en un medio ambien-
te estéril como medida paliativa. La estrategia de terapia 
génica dirigida a estos pacientes consistió en aislar linfoci-
tos T de los niños afectados e introducir el gen ADA normal 
usando un vector retroviral. Una vez insertado el gen, las 
células se devuelven a los pacientes. El tratamiento duró un 
año con administraciones cada uno o dos meses, y los niños 
mostraron mejoras clínicas signifi cativas, y fueron capaces 
de iniciar una respuesta inmunitaria, lo que produjo una 
importante disminución en el número de infecciones. El 
riesgo de una posible mutagénesis insercional, después de 
repetidas transferencias retrovirales, se vio confi rmado al 
presentarse leucemia en dos de 12 de los niños tratados. En 
febrero de 1991 se autorizó también el mismo protocolo en 
Italia, al doctor Bordignon, en el Hospital San Raff aele de 
Milán. En 1995 ambos grupos de investigación publicaron 
los resultados y pusieron de manifi esto la efi cacia de la tera-
pia génica con retrovirus en estos pacientes (fi gura 27-4).
Terapia génica contra la cirrosis hepática
La etiologías de la cirrosis hepática incluye las hepatitis vi-
rales, el consumo crónico de alcohol, la esteatohepatitis, 
etc. El daño hepático crónico conlleva a los hepatocitos a 
apoptosis y también existe una transformación fenotípica 
de las células estelares hepáticas (CEH) a un tipo miofi bro-
blástico, proliferativo y sintetizador de proteínas de matriz 
extracelular (MEC). Esto ocasiona que el parénquima se 
sustituya por proteínas de MEC, como colágena tipos I y IV. 
La acumulación de las proteínas de MEC es el resultado de 
un aumento en su síntesis, así como de una disminución en 
su degradación, debido a una reducción de la cantidad de 
metaloproteinasas (MMP), enzimas degradadoras de pro-
teínas de MEC o de su actividad enzimática ocasionada por 
una sobreexpresión de sus inhibidores específi cos los TIMP 
(tissue inhibitor of metalloproteases). Las CEH también 
comienzan a secretar moléculas, como el factor de creci-
Desoxiadenosina
Desoxinosina
Hipoxanti
Xantina
Ácido úrico
Desoxi ATP
Compuestos
tóxicos
Células T
aisladas del 
paciente
Reimplantación
de células
transformadas
al paciente
Vector viral
conteniendo el gen
de ADA corregido
Células T
aisladas del
paciente con 
gen
terapéutico
Destrucción 
de células T
No se activan 
células B
Adenosín
desaminasa
(ADA)
Figura 27-4. Terapia génica para la defi ciencia de la enzima adenosin diaminasa (ADA). Este protocolo fue el primer éxito de la 
terapia génica en la clínica y se realizó en 1990. La inmunodefi ciencia severa combinada está ocasionada por la falta de la enzima 
ADA, que es indispensable para el metabolismo de las purinas, y sin la cual no se realiza la proliferación de las células T del 
sistema inmune.
266 PARTE IV • Tópicos selectos
miento de transformación β1 (TGF-β1) y el factor de crecimien-
to derivado de plaquetas (PDGF). El TGF-β es la citocina 
profi brogénica por excelencia y, a través de su señalización, 
aumenta la síntesis de colágenas fi brilares (especialmente, 
colágena tipos I, III y IV) y la producción del TIMP-1 (inhi-
bidor tisular de metaloproteinasas tipo 1). Como conse-
cuencia de estos eventos, se produce la fi brosis hepática y a 
lo largo de los años se puede desarrollar cirrosis. Las estra-
tegias de terapia génica para el abordaje de la cirrosis inclu-
yen la inhibición de la expresión del TGF-β, el aumento de 
la expresión de MMP o de moléculas fi brolíticas para 
aumentar la degradación de la cicatriz fi brótica. En este 
sentido, se han desarrollado vectores adenovirales con los 
genes de MMP8, uPA y un receptor truncado para TGF-β 
para el tratamiento de la cirrosis hepática. Estos vectores 
ofrecen la ventaja de que presentan un tropismo natural por 
el hígado cuando se administran por vía sistémica, lo que 
constituye una ventaja cuando se emplean para el trata-
miento de la cirrosis hepática.
La MMP8 es una metaloproteinasa cuyo sustrato prin-
cipal es la colágena tipo I, que se incrementa considerable-
mente en la fi brosis. Esta enzima es producida por los 
neutrófi los, por lo que su sobreexpresión en células hepáti-
cas es una estrategia innovadora. Los resultados con este 
transgén demostraron reducciones de 45% del área fi bróti-
ca, un aumento en la expresión de genes fi brolíticos, como 
MMP3 y TIMP1 libre, mejorías en marcadores hepáticos de 
funcionalidad y regeneración celular (HGF), y reducciones 
en el gen de TGF-β1. Por otro lado, el transgén uPA (activa-
dor de plasminógeno tipo urocinasa) induce la activación 
de varias MMP y, como consecuencia, provoca efectos antifi -
bróticos, que se refl ejan en reducciones de 85% del área 
fi brótica a los 10 días posadministración y un aumento sig-
nifi cativo en la expresión de marcadores de regeneración 
hepática celular, como HGF y su receptor c-Met, y en el 
número de células positivas a PCNA, así como mejorías en 
los niveles de marcadores hepáticos de funcionalidad. La 
tercera estrategia es el uso de un receptor truncado de 
TGF-β que oblitera la señalización de esta citocina profi -
brogénica, e induce de esta manera que muchos genes 
fi brogénicos se reduzcan (Col I, TGF-β1, PDGF, PAI-1 y 
TIMP1) y varios genes implicados en la degradación de 
MEC se incrementen, como MMP3.
Perspectivas de la terapia génica
En la actualidad, en la literatura médica internacional se han 
descrito 763 protocolos para realizar terapia génica en 
humanos, que involucran a más de 7 000 pacientes en todo el 
mundo. El 70% de las terapias realizadas se han llevado a 
cabo para intervenir procesos neoplásicos, 12% para enfer-
medades infecciosas, y 9% para enfermedades monogénicas. 
Hace 20 años la terapia génica se veía como una fi cción; hoy 
día representa una opción real que puede revolucionar el tra-
tamiento de diversas enfermedades crónico-degenerativas, 
monogénicas e infecciosas que se consideraban mortales.
Instrucciones:
Llene el cuadro siguiente con la información correspondientepara cada método de envío de genes o vector viral:
 Ejercicios de integración 
Cuadro 27-3
Nombre
Clasifi cación 
Ventajas
Capacidad transgén
Aplicación
CAPÍTULO 27 • Terapia génica 267
Capecchi M.R. High effi ciency transformation by direct microinjec-
tion of DNA into cultured mammalian cells. Cell, 1980;22:249-
260.
Chen C.A., Okayama H. Calcium phosphate-mediated gene transfer: 
A highly effi cient transfection system for stably transforming 
cells with plasmid DNA. BioTechniques, 1988;6:632-638.
George J.S. Gene therapy progress and prospects: adenoviral vec-
tors. Gene Th erapy, 2003;10:1135-1141.
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transfection of mammalian cells with DNA. Nucleic Acids Res, 
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